Fotovoltaikanlagen und Speicherbatterien

Die Bedeutung von Fotovoltaikanlagen und Speicherbatterien für die nachhaltige Energieerzeugung hat sich die letzten Jahre enorm gesteigert.

Bei den Energiekosten ist zu beobachten, dass generell der Energieaufwand in den Hotels der höheren Einstufungskategorien gestiegen ist. Technische Ausstattungen wie Klimaanlagen, Schwimmbadanlagen, Küche, Waschküche, Sauna, E-Ladestationen etc., erhöhen den Stromverbrauch deutlich, was den Einsatz von Fotovoltaikanlagen und Speicherbatterien besonders begünstigt.

Wie funktionieren Fotovoltaikanlagen?

Bei Fotovoltaikanlagen wandeln die Solarzellen die Sonnenstrahlen in elektrische Energie um. Je mehr Licht auf die Solarzellen trifft, desto mehr Leistung produzieren die Paneele. Sogar bei diffusem Licht wird Strom produziert.

Solarzellen werden aus Silizium hergestellt, das Strom leitet. Scheint die Sonne auf ein Solarmodul, werden Elektronen angeregt. Sie bewegen sich durch die Schichten, aus denen das Solarpaneel aufgebaut ist, bis zum Wechselrichter und weiter bis dorthin, wo der Strom gerade gebraucht wird.

Der Wechselrichter wird benötigt, da die Fotovoltaikanlage Gleichstrom produziert. Die Stromabnehmer benötigen jedoch den Wechselstrom. Um Gleichstrom in Wechselstrom umzuwandeln, verwendet man Wechselrichter.

Kennwerte für Bedarfsermittlung

Grundsätzlich soll jede Anlage so ausgelegt sein, dass der produzierte Strom gleich vor Ort genutzt wird, denn Strom, welcher ins Netz eingespeist wird, wird vom Netzbetreiber nur sehr gering vergütet. Aus diesem Grund werden die Speicherbatterien auch zunehmend interessanter.

Im Allgemeinen kann gesagt werden, dass Dachausrichtungen nach Westen, Osten und Süden geeignet sind. Durchschnittlich kann mit einer Leistung von einem KWp (Kilowatt-Peak) pro 4 bis 6 m² Schrägdach grob kalkuliert werden.

Bei Flachdächern kann mit circa 6 bis 8 m² pro KWp gerechnet werden. Kilowatt-Peak ist dabei die normierte Nennleistung bei Fotovoltaikanlagen. Ein Kilowatt-Peak ergibt im Durchschnitt circa 1.000 bis 1.300 kWh im Jahr.

Grundsätzlich gilt: Je höher die Meereshöhe der installierten Fotovoltaikanlage, desto besser ist der Wirkungsgrad.

Funktionsweise der Speicherbatterien

Die Speicherbatterien funktionieren genauso wie die Akkus einer Autobatterie. Beim Aufladen wandeln die Akkumulatoren des Stromspeichers die aus der Sonnenenergie gewonnene elektrische Energie in chemische Energie um. Sobald der Strom benötigt wird, verwandeln die Akkus die chemische Energie im Speicher zurück in elektrische Energie. Der Vorgang kann immer wieder wiederholt werden, sprich mehrere Tausend Ladezyklen sind möglich. Die gängigsten Speicher sind mittlerweile Lithium-Eisenphosphat-Batteriespeicher. Die Speicher werden meist in mehreren Modulen von 10 kWh oder 20 kWh installiert. In Summe sind mit der heutigen Technologie Batteriespeicher zu einigen Hundert kWh möglich.

Einsparungen möglich

Bei Beherbergungsbetrieben werden Speicher zunehmend interessanter, und zwar, wenn überschüssiger Strom am Tag nicht verbraucht wird. Diese Speicherenergie steht dann am Abend oder in der Nacht zur Verfügung und kann helfen, den Grundbedarf auch in den Nachtstunden abzudecken. Zudem können die Batterien auch die Stromspitzen untertags abfangen. Der große Vorteil, der dadurch entsteht, ist, dass man sich unter Umständen den kostspieligen Bau einer Mittelspannungskabine ersparen kann.

Außerdem überzeugen die neuesten Speicher mit einer langen Lebensdauer von 20 bis 25 Jahren und einem hohen Wirkungsgrad von circa 97 bis 99 Prozent. Die CO₂-Emissionen im Betrieb können damit deutlich verringert werden.

Was die Preise der Speicher anbelangt, so sind diese in den letzten Jahren gefallen. Trotzdem sollte eine genaue Wirtschaftlichkeitsberechnung zum Einsatz solcher Batterien vor Ankauf auf alle Fälle gemacht werden. Preisunterschiede machen speziell die Inverter, die Software und der sogenannte „Blackstart“ aus. Unter „Blackstart“ versteht man einen unterbrechungsfreien Übergang auf die Batterie bei einem Ausfall des Stromnetzes.

Die Investitionskosten

Die Kosten hängen nicht allein von den Fotovoltaikpaneelen selbst ab, sondern sie variieren stark je nach örtlicher Gegebenheit und der Montage vor Ort. So kann die Unterkonstruktion sehr einfach oder unter Umständen sehr aufwendig sein, und entsprechend sind die Endkosten für den Auftraggeber. Das Einholen mehrerer Angebote wird daher empfohlen.

Zum Zeitraum Ende 2023 ergaben sich folgende durchschnittliche Kosten:

Fotovoltaikanlage: 1.300 bis 1.800 Euro/kWp inkl. Montage und Inverter;

Speicherbatterien: 900 bis 1.100 Euro/kWh.

Elektrische Strahlung

Eine oft gestellte Frage ist, inwiefern eine PV-Anlage gesundheitsschädliche elektrische Strahlung produziert. Es gibt keine gesundheitsschädliche Strahlung, zumal die PV-Anlage als auch die Batterien lediglich Gleichstrom produzieren.

Beratung durch den  HGV

Der Bereich Baumanagement der HGV-Unternehmensberatung kann bei Interesse an einer Fotovoltaikanlage und einen Speicher behilflich sein und unterstützt bei der Einholung und Bewertung von verschiedenen Angeboten. Ihr direkter Kontakt: Tel. 0471 317 780, baumanagement(at)hgv.it

Autor: Geom. Michael Pichler, Leiter des Bereiches Baumanagement der HGV-Unternehmensberatung